美味しいチーズが熟成される静かな洞窟。そこは、ロマンチックな物語が生まれる場所であると同時に、生命の神秘「進化」をリアルタイムで観察できる、驚くべき研究室でもありました。ある生物学者が、お気に入りのブルーチーズを覆っていたはずの青々としたカビが、数年の時を経て真っ白に変わっていることに気づきます。それは単なる色の変化ではありませんでした。まさに目の前で繰り広げられる「進化の瞬間」だったのです。
この偶然の発見は、カビがどのように環境に適応していくのかという遺伝子レベルの謎を解き明かし、食料安全保障や感染症対策といった、私たちの生活に深く関わる問題への重要なヒントをもたらしました。そして、嬉しいおまけとして、それは新しい美味しさのチーズの誕生にもつながったのです。
チーズの皮の上のカビの色の変化は、遺伝的適応の特定の分子メカニズムを指し示し、そして時にはより美味しいチーズを生み出します。
多くの科学的発見はセレンディピティ、つまり偶然の産物です。チーズ洞窟で進化を目の当たりにしたことは、タフツ大学生物学部の准教授であるベンジャミン・ウォルフ博士（Benjamin Wolfe, PhD）と彼の同僚たちにとって、まさにそれでした。2016年、ウォルフ博士は元ポスドクのアドバイザーを説得し、ベイリー・ヘイゼン・ブルーという特別なチーズのサンプルを入手するために、一緒にバーモント州のジャスパーヒル・ファームへ車を走らせました。これは、アドバイザーのボーイフレンドが彼女たちの初対面の場所でプロポーズするための口実でした。ウォルフ博士は結局、そのチーズを研究室の冷凍庫で保管することになりました。「万が一必要になるかもしれないと、サンプルを捨てないことで有名なんです」と彼は言います。しかし、大学院生のニコラス・ロウ氏（Nicolas Louw）がジャスパーヒル・ファームの洞窟（急な丘の斜面に作られた広くて湿った部屋）から最近のベイリー・ヘイゼン・ブルーのサンプルを入手したとき、以前は青々とした緑色のカビの層で覆われていたチーズが、今や外側がチョークのように真っ白になっていることを発見しました。
「これは本当にエキサイティングでした。なぜなら、私たちはこれが目の前で起こっている進化の一例かもしれないと考えたからです」とウォルフ博士は言います。「微生物は進化します。私たちは抗生物質耐性の進化からそれを知っていますし、病原体の進化からも知っています。しかし、自然な環境下で、特定の場所で時間をかけてそれが起こるのを普段目にすることはありません。」ウォルフ博士と彼の同僚たちは、この発見を2025年9月12日にCurrent Biology誌で報告しました。この論文は「Long-Term Monitoring of a North American Cheese Cave Reveals Mechanisms and Consequences of Fungal Adaptation（北米のチーズ洞窟の長期モニタリングが明らかにする真菌の適応のメカニズムと結果）」と題されています。
カビが異なる環境にどのように適応するかを理解することは、食料安全保障や健康の分野でも役立つ、とロウ氏は言います。「主要な作物の約20%が収穫前にカビによる腐敗で失われ、さらに20%が収穫後にカビによって失われています。それには、あなたのパントリーにあるカビの生えたパンや、市場の棚で腐っていく果物も含まれます。世界の食料安全保障に対する最大の脅威は、まさにカビによる腐敗なのです。」カビの適応を防ぎながらこの問題をどう制御するかを理解することは、農業における優先事項です。
独立して起こる多くの種類の突然変異
チーズの塊が自然または人工の洞窟環境で熟成されるとき、その表面には細菌、酵母、そして糸状菌（カビ）のコミュニティからなる微生物の皮が形成されます。これらの野生の微生物は、土壌、植物、海洋環境から拾われ、最終的にチーズ洞窟の環境に定着し、適応していきます。
ジャスパーヒル・ファームのチーズに生えていたPenicillium solitumというカビの色が変わった原因は何だったのでしょうか？ ウォルフ博士の微生物叢に関する上級微生物学実験コースの学生がその答えを見つけました。ジャクソン・ラーリー氏（Jackson Larlee）が、その変化がalb1と呼ばれる遺伝子の破壊によって引き起こされたことを発見したのです。
「Alb1はメラニンの生成に関与しています」とロウ氏は説明しました。「メラニンは、生物が紫外線ダメージから身を守るために作る鎧のようなものだと考えられます。カビにとっては、紫外線を吸収する緑色を作り出します。もし暗い洞窟で育っていて、メラニンなしでやっていけるなら、それを取り除くのは理にかなっています。そうすれば、それを作るために貴重なエネルギーを費やす必要がなくなるからです。その経路を破壊して緑から白に変わることで、カビは本質的にエネルギーを節約し、生存と成長のために他のことに投資しているのです。」
これは「選択圧の緩和」と呼ばれるプロセスで、環境的なストレス要因が取り除かれたときに起こり、メキシコの洞窟魚からサンショウウオ、一部の昆虫に至るまで、暗い環境に適応する多くの生物に起こります。それはほとんど常に色素とメラニンの喪失を伴います。一部の生物は盲目になり、その後、他の方法で食物を感知する能力を高めます。
このカビは、ウォルフ博士の研究室に、小さな進化的変化につながった遺伝的メカニズムを特定する機会を与えました。「私たちは、その変化がコロニー全体に広がった単一の突然変異によるものではなく、多くの種類の突然変異が独立して起こることによって色の変化が生じたことを見出しました」とロウ氏は言います。
一部のカビは、ゲノムの異なる場所で点突然変異（単一のDNA塩基対の変化）を持っていました。他のものは、転移因子（トランスポゾン）と呼ばれるものによって引き起こされる大きなDNAの挿入を持っていました。かつて「動く遺伝子」と呼ばれた転移因子は、ゲノム内のある場所から飛び出し、別の場所に自身を挿入します。
この場合、転移因子はalb1遺伝子の前に自身を挿入し、その発現を妨げ、事実上それを機能不全にしていました。転移因子は多くの損傷を引き起こす可能性がありますが、今回はカビがメラニンの生産をやめることが有利に働き、成長のためにより多くのエネルギーを使えるようになりました。こうして、ジャスパーヒル・ファームの洞窟では、チーズの塊が白くなったのです。
Aspergillus（アスペルギルス）属のカビはPenicillium（ペニシリウム）属と同じ科に属します。それらは土壌、腐敗した植物、家庭のほこりや換気システム、そして空気中に大量に存在します。ほとんどの場合は無害ですが、一部の株は重篤な肺感染症を引き起こす可能性があります。それらがどのように局所的に適応し、肺の環境に定着するかを理解することは、研究者がこれらの感染症を理解し、予防するのに役立つ可能性があります。
現在、ウォルフ博士の研究室は、ジャスパーヒル・ファームと協力して、進化し、家畜化されたカビの別の利点を探求しています。それは、見た目、味、食感が向上した新しいタイプのチーズを作ることです。彼らは新鮮なブリーチーズに新しい白色のカビを接種し、2ヶ月間成長させてチーズを熟成させました。
その結果、「少しナッツのような風味で、ファンキーさが少ない」とロウ氏は言います。「とても美味しいと思います。」試食パネルの評価に基づくと、この新しいチーズは有望な特性を持っており、ジャスパーヒル・ファームでの将来のチーズ製造でさらに微調整される予定です。
「野生のカビが数年の間に私たちの目の前で進化するのを見ることは、私たちが新しい遺伝的多様性を生み出し、それをチーズ作りに活用するための堅牢な家畜化プロセスを開発できると考えるのに役立ちます」とウォルフ博士は述べました。
画像：ベイリー・ヘイゼン・ブルーチーズの表皮に生えるカビ：初期の緑色と数年後に進化した白色。「これは本当に興奮しました。まさに目の前で進化が起こっている例かもしれないと思ったからです」とベンジャミン・ウルフは語った。(Credit: Benjamin Wolfe)
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